电流传感器装置的制作方法

尤其是在现代车辆中，车辆中对电流的测量变得越来越重要。如今，已经在大部分的车辆中安装了大量的电池传感器。利用这些传感器，汽车制造商能够检查车辆中的能量流动，并且因此对减少能耗并且削减CO2排放作出相当大的贡献。

在这些传感器中通常借助于霍尔(Hall)传感器或使用高品质的电流测量分流器来测量电流。

相对昂贵的微控制器通常用于这些基于分流器的电池传感器。经由LIN接口数字地输出电流信号和温度信号。相反，霍尔传感器需要对磁场的复杂感应。为此目的，有必要以特殊的方式围绕导电体或在导电体上安排传感器。来自这些传感器的输出信号通常是模拟电压信号。现代霍尔传感器通常同样具有温度信号。如今已知的电流传感器通常是记录分流器两端电压降的基于微控制器的传感器、或者是霍尔传感器，所述霍尔传感器被安排在相对于电池缆线的限定位置中或者围绕电池缆线的环形磁心的气隙中。

在这种情况下，基于分流器的微控制器控制的电池传感器突出之处在于高度的准确性，而基于霍尔的传感器明显较不准确但是更加有利。

本发明的目标是提出一种相对具有成本效益的和/或相对精确的测量电流传感器装置。

根据本发明，所述电流传感器装置被设计为紧固于电池端子或者被集成在所述电池端子中，所述电流传感器装置包括分流器和信号处理设备，所述信号处理设备被连接和设计的方式为使其记录通过所述分流器的电流和/或所述分流器两端下降的电压，所述信号处理设备采用模拟电路的形式并且提供取决于所记录电流和/或所记录电压的模拟输出信号，所述信号处理设备不包括数字电路部分和/或微控制器，其特征在于，所述信号处理设备借助于温度传感器元件记录温度，并且具体地提供温度信号作为附加模拟输出信号，并且在于，所述信号处理设备具有作为温度传感器元件的 NTC热敏电阻器。所述的电流传感器装置实现上述目标。

电流传感器装置优选地被理解为是指电池传感器，或者电流传感器装置优选地采用电池传感器的形式。

信号处理设备优选地形成在芯片上，或者采用集成电路的形式。

信号处理设备适宜地被理解为是指信号处理电路。

所述信号处理设备优选地不包括数字电路部分和/或微控制器。在这种情况下，整个电流传感器装置或整个电池传感器适宜地不具有数字电路部分和/或微控制器。

所述电流传感器装置或所述电池传感器优选地被集成在电池端子中。

电流传感器装置或电池传感器优选地被设计的方式为使其可以被连接和操作于机动车辆电池的极端中。这具体地涉及外壳形式和尺寸。

所述电流传感器布置适宜地具有至少两个电源连接件，经由所述电源连接件为所述电流传感器装置提供电能，这两个电源连接件不被连接至分流器或分流器的电流路径。

在这种情况下，电流传感器装置具体地被设计的方式为使得借助于这两个电源连接件向至少所述信号处理设备提供电能。电流传感器装置特别优选地被设计的方式为使其借助于这两个电源连接件可以被连接或者被连接至提供例如5V DC的限定电源电压的控制设备。由于以下事实，在电流传感器装置中不需要任何过电压保护：电流传感器装置具有电源连接件，并且可以因此被连接至限定的电源电压(特别地稳健且可靠的电源电压)，而不是直接连接至作为电池的端电压的电源电压。

所述信号处理设备优选地具有两个记录连接件，所述记录连接件被连接至所述分流器或所述分流器的电流路径，并且被用于记录和/或分接通过所述分流器的电流和/ 或所述分流器两端大幅度的电压，所述信号处理设备中的这两个记录连接件被连接至前置放大器电路的输入端，所述前置放大器电路在输出端侧被连接至附加放大器电路。前置放大器电路和/或附加放大器电路特别优选地采用差分放大器电路和/或运算放大器电路的形式。

附加放大器电路适宜地提供模拟输出信号。

所述信号处理设备优选地借助于温度传感器元件记录温度，并且特别优选地提供温度信号作为附加模拟输出信号。在这种情况下，电流传感器装置特别优选地被设计的方式为使得温度传感器元件以导热的方式或使用相对良好的导热率被连接至分流器和/或连接至极端。这使得能够进行相对精确的温度记录和测量。

温度传感器元件适宜地采用NTC热敏电阻器的形式。

分流器适宜地被设计的方式为使其被设计用于超过1000A的电流强度。所述电流传感器装置在这方面特别地同样相对于其信号处理设备来形成和设计，以便能够记录通过分流器的这种电流强度。

信号处理设备优选地被设计的方式为使来自电池传感器的输出信号是与电流成比例的模拟电流信号，也就是说，是相对于分流器与电流成比例的电流信号，或者是相对于分流器与电流成比例的模拟电压信号，并且具体地具有0.5V至4.5V的输出幅值。

电流传感器装置优选地被设计的方式为使其能被连接至电池的负极和正极两者并且可以在这两者处操作。

本发明还涉及电流传感器装置或电池传感器在机动车辆中的用途。

图1示出了电路的原理图和示例性说明或者电流传感器装置或电池传感器相对于其操作方法的设计。

电池传感器的分流器1(例如具有大致100μohms的特别低的电阻)被电连接至汽车电池的电池端子9并且被连接至用于在所述汽车中连接电负载的电池线路10。在这种情况下，举例来讲，电流传感器装置连接和附接至电池缆线束的高压侧及低压侧连接件或电势。信号处理设备被以其记录连接件2和3的方式连接至电流路径，所述电流路径以导电方式基本上直接在分流器1的上游和下游通过所述分流器。记录连接件2和3经由输入电阻器R(例如被用作保护电路系统)连接至前置放大器电路4 (例如采用差分放大器的形式)的输入端。电容器或电容元件C作为附加保护电路系统连接在这两个输入电阻器R之间。前置放大器电路4的输出被供应至附加放大器电路5(同样采用差分放大器的形式)的输入端，附加放大器电路5在输出端侧提供相对于分流器1成比例的电流的模拟电压信号11(例如0.5V至4.5V)作为来自电池传感器的输出信号。信号处理设备借助于这两个电源连接件6和7连接至外部电子控制单元ECU，并且例如由所述电子控制单元采用稳定的方式为所述信号处理设备供应5V的电源电压。此外，信号处理设备具有采用模拟NTC热敏电阻器(负温度系统热敏电阻器)形式的温度传感器元件8，并且在输出端侧提供温度信号作为附加输出信号。在这种情况下，温度传感器元件8被以导热方式连接至电池端子和分流器1 两者(未示出)，并且被安排在例如电流传感器装置的印刷电路板之上。如果向附加放大器电路5施加大致0V的差分电压并且测量信号因此不为0V，则向附加放大器电路5提供对应于例如电源电压的参考信号13，从而输出参考电压。例如，在电流传感器装置开启期间，温度传感器元件8实质上记录电池端子9的温度，并且随着分流器1加热而实质上记录其温度，其结果是，在操作期间实质上记录分流器1的温度。